為打贏抗擊新冠肺炎疫情之戰(zhàn)，制備用于新冠肺炎藥物開發(fā)和疫苗測試的動物模型迫在眉睫。但是，最常用的模式動物小鼠因為其病毒受體ACE2與人類有較大區(qū)別，對SARS-CoV-2不易感，需要應用各種手段使之易感，例如在小鼠內(nèi)表達人的ACE2（hACE2），由于ACE2的表達具有細胞類型特異性，一般僅有基因敲入的方法可以達到細胞類型特異性的精確模擬。 

　　11月24日，來自中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、中國科學院昆明動物研究所、生物島實驗室的聯(lián)合團隊（包括陳捷凱課題組、鄭永唐課題組和吳光明課題組）在《國家科學評論》（National Science Review）雜志發(fā)表題為“Rapid generation of ACE2 humanized inbred mouse model for COVID-19 with tetraploid complementation”的研究文章，報道了一種快速大量制備hACE2基因敲入小鼠并用于構建新冠感染模型的方法。這一方法直接從干細胞運用四倍體補償技術批量制備出基因編輯小鼠，將目前使用常規(guī)技術需要半年的建模時間縮短到35天，該技術有望在生物安全緊急響應體系中發(fā)揮重要作用。 

　　小鼠胚胎干細胞具有發(fā)育多能性，利用四倍體補償技術可從小鼠胚胎干細胞直接發(fā)育成完整小鼠個體。這一技術路線相對于囊胚嵌合、受精卵注射等制備基因編輯小鼠的常規(guī)技術，具有可繞開繁育步驟快速大量制備純合精準基因編輯小鼠的優(yōu)勢，但同時也受限于四倍體補償技術的操作難度，以及胚胎干細胞的培養(yǎng)技術，目前近交系背景或多次傳代的胚胎干細胞制備四倍體小鼠成功率極低。 

　　陳捷凱課題組有多年胚胎干細胞基礎研究與操作經(jīng)驗，能長期維持近交系胚胎干細胞的發(fā)育干性，并利用CRISPR-Cas9技術對小鼠胚胎干細胞進行人源ACE2定點插入基因編輯；吳光明課題組長期從事胚胎發(fā)育研究，在該報道中采用其優(yōu)化的小鼠四倍體補償技術，快速制備出有效的C57BL/6 以及BALB/c近交品系的人源ACE2定點插入小鼠模型，且效率可達30%；鄭永唐課題組長期從事病毒免疫學以及感染動物模型研究。各團隊通力合作，將人ACE2基因原位敲入小鼠Ace2位點，制備了人源化ACE2小鼠模型，其表達模式正確，新冠肺炎病毒感染效率高并在糞便中檢測到病毒存在，可應用于對中和抗體效果評價。 

　　該研究不僅制備出有效的人源化ACE2小鼠模型以應用于新冠肺炎疾病研究，而且開發(fā)了一套可快速大量制備精準基因編輯小鼠模型的方法，可快速應對緊急情況，并可實現(xiàn)復雜多基因同時編輯小鼠的制備。從3月份制備出第一批小鼠之后，團隊已經(jīng)提供340多只小鼠用于國內(nèi)多家單位的藥物篩選、抗體中和實驗。 

　　該研究獲得國家重點研發(fā)計劃重點專項、廣東省及生物島實驗室應急攻關項目資助。 

　　論文鏈接

　　四倍體技術制備新冠肺炎模型hACE2小鼠的技術路線圖及驗證